JPH07266563A - Liquid jet recording head - Google Patents

Liquid jet recording head

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Publication number
JPH07266563A
JPH07266563A JP7490195A JP7490195A JPH07266563A JP H07266563 A JPH07266563 A JP H07266563A JP 7490195 A JP7490195 A JP 7490195A JP 7490195 A JP7490195 A JP 7490195A JP H07266563 A JPH07266563 A JP H07266563A
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JP
Japan
Prior art keywords
recording
recording liquid
liquid chamber
flow path
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP7490195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP7490195A priority Critical patent/JPH07266563A/en
Publication of JPH07266563A publication Critical patent/JPH07266563A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate crosstalks in a certain specific print area and a drive frequency and to make discharge performance uniform in a bubble-jet type ink jet multiple-nozzle array. CONSTITUTION:In a bubble-jet type liquid jet recording head of a multiple-nozzle array, the relation between the height ha of a liquid channel 14 and the height hb of a recording liquid chamber 16 is hb/ha>2 and the maximum printable area of a head is 6mm or over and 16mm or less or the drive frequency of a heating element 19 is 3.2kHz to 6.6kHz. Thus any cross talk between channels can be eliminated and discharge performance irregularities no longer occur between the center and the ends.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液体噴射記録ヘッド、
より詳細には、バブルジェットヘッドの流路及び液室の
ディメンションに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid jet recording head,
More specifically, it relates to the dimensions of the flow path and liquid chamber of the bubble jet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。その中で、高速記録
が可能であり、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要
とせずに記録の行える所謂インクジェット記録法は極め
て有力な記録法であって、これまでにも様々な方式が提
案され、改良が加えられて商品化されたものもあれば、
現在もなお実用化への努力が続けられているものもあ
る。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method has recently attracted interest in that noise generation during recording is negligibly small. Among them, the so-called inkjet recording method, which is capable of high-speed recording and is capable of recording on so-called plain paper without requiring a special fixing process, is an extremely powerful recording method, and various methods have been used so far. Was proposed, and some were improved and commercialized,
Some of them are still being put into practical use.

【0003】この様なインクジェット記録法は、所謂イ
ンクと称される記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ、
記録部材に付着させて記録を行うものであって、この記
録液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔
方向を制御する為の制御方法によって幾つかの方式に大
別される。
Such an ink jet recording method causes droplets of a recording liquid, so-called ink, to fly,
Recording is performed by adhering it to a recording member, and is roughly classified into several methods according to the method of generating the recording liquid droplets and the control method for controlling the flight direction of the generated recording liquid droplets. It

【0004】先ず第1の方式は例えばUSP第3060429
号明細書に開示されているもの(Tele type方式)であ
って、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い、発生
した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し、記録
部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を行う
ものである。これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと
加速電極間に電界を掛けて、一様に帯電した記録液体の
小滴をノズルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴
を記録信号に応じて電気制御可能な様に構成されたxy
偏向電極間を飛翔させ、電界の強度変化によって選択的
に小滴を記録部材上に付着させて記録を行うものであ
る。
First, the first method is, for example, USP No. 3060429.
(Tele type method) disclosed in the specification, in which droplets of recording liquid are generated by electrostatic attraction, and the generated recording liquid droplets are subjected to electric field control according to a recording signal to perform recording. Recording is performed by selectively depositing recording liquid droplets on the member. This will be described in more detail. An electric field is applied between the nozzle and the acceleration electrode to eject uniformly charged droplets of the recording liquid from the nozzle, and the ejected droplets of the recording liquid are used as recording signals. Xy configured to be electrically controllable according to
Recording is performed by flying between the deflection electrodes and selectively adhering small droplets on the recording member by a change in the strength of the electric field.

【0005】第2の方式は、例えばUSP第3596275号
明細書、USP第3298030号明細書等に開示されている
方式(Sweet方式)であって、連続振動発生法によって帯
電量の制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生
された帯電量の制御された小滴を、一様の電界が掛けら
れている偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に
記録を行うものである。具体的には、ピエゾ振動素子の
付設されている記録ヘッドを構成する一部であるノズル
のオリフィス(吐出口)の前に記録信号が印加されてい
る様に構成した帯電電極を所定距離だけ離して配置し、
前記ピエゾ振動素子に一定周波数の電気信号を印加する
ことでピエゾ振動素子を機械的に振動させ、前記吐出口
より記録液体の小滴を吐出させる。この時前記帯電電極
によって吐出する記録液体小滴には電荷が静電誘導さ
れ、小滴は記録信号に応じた電荷量で帯電される。帯電
量の制御された記録液体の小滴は、一定の電界が一様に
掛けられている偏向電極間を飛翔する時、付加された帯
電量に応じて偏向を受け、記録信号を担う小滴のみが記
録部材上に付着し得る様にされている。
The second method is a method (Sweet method) disclosed in, for example, USP No. 3596275, USP No. 3298030, etc., in which the charge amount is controlled by a continuous vibration generating method. Recording is performed on a recording member by generating small droplets of a liquid and causing the generated droplets whose charge amount is controlled to fly between deflection electrodes to which a uniform electric field is applied. . Specifically, the charging electrode configured so that the recording signal is applied before the orifice (ejection port) of the nozzle, which is a part of the recording head provided with the piezoelectric vibration element, is separated by a predetermined distance. And place
By applying an electric signal of a constant frequency to the piezoelectric vibrating element, the piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated and a small droplet of the recording liquid is ejected from the ejection port. At this time, electric charges are electrostatically induced in the recording liquid droplets ejected by the charging electrodes, and the droplets are charged with an electric charge amount corresponding to the recording signal. The droplets of the recording liquid of which the charge amount is controlled are deflected according to the added charge amount when flying between the deflection electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, and the droplets that bear the recording signal Only one is allowed to adhere to the recording member.

【0006】第3の方式は例えばUSP第3416153号明
細書に開示されている方式(Hertz方式)であって、ノズ
ルとリング状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動発生
法によって、記録液体の小滴を発生霧化させて記録する
方式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間に掛
ける電界強度を記録信号に応じて変調することによって
小滴の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出して記
録する。
The third method is, for example, the method (Hertz method) disclosed in US Pat. No. 3,416,153, in which an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charging electrode, and a recording liquid is generated by a continuous vibration generating method. This is a method of recording by generating and atomizing small droplets of. That is, in this method, the atomization state of the small droplet is controlled by modulating the electric field strength applied between the nozzle and the charging electrode according to the recording signal, and the gradation of the recorded image is produced and recording is performed.

【0007】第4の方式は、例えばUSP第3747120号
明細書に開示されている方式(Stemme方式)で、この方式
は前記3つの方式とは根本的に原理が異なるものであ
る。即ち、前記3つの方式は、何れもノズルより吐出さ
れた記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制
御し、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材上に付
着させて記録を行うのに対して、このStemme方式は、記
録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔さ
せて記録するものである。つまり、Stemme方式は、記録
液体を吐出する吐出口を有する記録ヘッドに付設されて
いるピエゾ振動素子に、電気的な記録信号を印加し、こ
の電気的記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変
え、該機械的振動に従って前記吐出口より記録液体の小
滴を吐出飛翔させて記録部材に付着させることで記録を
行うものである。
The fourth method is, for example, the method (Stemme method) disclosed in US Pat. No. 3,747,120, and this method has a fundamentally different principle from the above-mentioned three methods. That is, in all of the three methods, the droplets of the recording liquid ejected from the nozzles are electrically controlled during the flight, and the droplets carrying the recording signal are selectively deposited on the recording member. On the other hand, the Stemme method is used to perform recording by ejecting and ejecting a small droplet of recording liquid from an ejection port according to a recording signal. In other words, the Stemme method applies an electrical recording signal to a piezoelectric vibrating element attached to a recording head having a discharge port for ejecting a recording liquid, and converts this electrical recording signal into mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element. Instead, recording is performed by ejecting and ejecting a small droplet of the recording liquid from the ejection port according to the mechanical vibration and adhering it to the recording member.

【0008】これ等、従来の4つの方式は各々に特長を
有するものであるが、又、他方において解決され得る可
き点が存在する。即ち、前記第1から第3の方式は記録
液体の小滴の発生の直接的エネルギーが電気的エネルギ
ーであり、又、小滴の偏向制御も電界制御である。その
為、第1の方式は、構成上はシンプルであるが、小滴の
発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズル化
が困難であるので高速記録には不向きである。第2の方
式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高速記録に
向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の電気的制
御が高度で困難であること、記録部材上にサテライトド
ットが生じ易いこと等の問題点がある。
These four conventional methods have their respective characteristics, but there are some points that can be solved in the other. That is, in the first to third methods, the direct energy for generating the droplet of the recording liquid is electric energy, and the deflection control of the droplet is electric field control. Therefore, the first method is simple in construction, but it requires high voltage to generate small droplets, and it is difficult to form the recording head with multiple nozzles. Therefore, the first method is not suitable for high-speed recording. The second method allows the recording head to have multiple nozzles and is suitable for high-speed recording, but it is complicated in structure, and it is difficult and difficult to electrically control recording liquid droplets. However, there is a problem in that

【0009】第3の方式は、記録液体小滴を霧化するこ
とによって階調性に優れた画像が記録され得る特長を有
するが、他方霧化状態の制御が困難であること、記録画
像にカブリが生ずること及び記録ヘッドのマルチノズル
化が困難で、高速記録には不向きであること等の諸問題
点が存する。
The third method has the feature that an image with excellent gradation can be recorded by atomizing recording liquid droplets, but on the other hand, it is difficult to control the atomized state, There are various problems such as fog being generated and it is difficult to use a multi-nozzle recording head, which is not suitable for high-speed recording.

【0010】第4の方式は、第1乃至第3の方式に比べ
利点を比較的多く有する。即ち、構成上シンプルである
こと、オンデマンド(on-demand)で記録液体をノズルの
吐出口より吐出して記録を行う為に、第1乃至第3の方
式の様に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなか
った小滴を回収することが不要であること及び第1乃至
第2の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性
がなく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大
きな利点を有する。而乍ら、一方において、記録ヘッド
の加工上に問題があること、所望の共振数を有するピエ
ゾ振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由か
ら記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振
動素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記
録液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かない
こと、等の欠点を有する。
The fourth method has relatively many advantages as compared with the first to third methods. That is, since the structure is simple and the recording liquid is discharged on-demand from the discharge port of the nozzle to perform recording, the droplets ejected and ejected as in the first to third methods are ejected. Medium, there is no need to collect small droplets that were not needed for image recording, and there is no need to use a conductive recording liquid as in the first and second methods, and it is not necessary to use a recording liquid substance. It has great advantages such as a high degree of freedom. On the other hand, on the other hand, it is difficult to form a multi-nozzle recording head because of problems in processing the recording head, miniaturization of a piezoelectric vibrating element having a desired resonance number, and the like. However, since the recording liquid droplets are ejected and ejected by the mechanical energy of mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element, it is not suitable for high-speed recording.

【0011】更には、特開昭48−9622号公報(前
記USP第3747120号明細書に対応)には、変形例とし
て、前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振動エ
ネルギーを利用する代わりに熱エネルギーを利用するこ
とが記載されている。即ち、上記公報には、圧力上昇を
生じさせる蒸気を発生する為に液体を直接加熱する加熱
コイルをピエゾ振動素子の代りの圧力上昇手段として使
用する所謂バブルジェットの液体噴射記録装置が記載さ
れている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622 (corresponding to US Pat. No. 3,747,120), as a modification, instead of utilizing mechanical vibration energy by means such as the above-mentioned piezoelectric vibrating element, etc. The use of thermal energy is described. That is, the above-mentioned publication describes a so-called bubble jet liquid jet recording apparatus that uses a heating coil that directly heats a liquid in order to generate vapor that causes a pressure increase, as a pressure increasing means instead of a piezoelectric vibrating element. There is.

【0012】しかし、上記公報には、圧力上昇手段とし
ての加熱コイルに通電して液体インクが出入りし得る口
が一つしかない袋状のインク室(液室)内の液体インク
を直接加熱して蒸気化することが記載されているに過ぎ
ず、連続繰返し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれ
ば良いかは、何等示唆されるところがない。加えて、加
熱コイルが設けられている位置は、液体インクの供給路
から遥かに遠い袋状液室の最深部に設けられているの
で、ヘッド構造上複雑であるに加えて、高速での連続繰
返し使用には、不向きとなっている。
[0012] However, in the above publication, the heating coil serving as the pressure increasing means is energized to directly heat the liquid ink in the bag-shaped ink chamber (liquid chamber) having only one opening through which the liquid ink can come in and out. However, there is no suggestion as to how to heat in the case of continuously repeating the liquid discharge. In addition, since the position where the heating coil is provided is provided at the deepest part of the bag-shaped liquid chamber far away from the liquid ink supply path, the head structure is complicated and continuous at high speed. Not suitable for repeated use.

【0013】しかも、上記公報に記載の技術内容からで
は、実用上重要である発生する熱で液吐出を行った後に
次の液吐出の準備状態を速やかに形成することは出来な
い。このように従来法には、構成上、高速記録化上、記
録ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドットの発生
および記録画像のカブリ発生等の点において一長一短が
あって、その長所を利する用途にしか適用し得ないとい
う制約が存在していた。
Further, from the technical contents described in the above publication, it is impossible to promptly form a ready state for the next liquid ejection after the liquid is ejected by generated heat which is practically important. As described above, the conventional method has advantages and disadvantages in terms of configuration, high-speed recording, multi-nozzle recording head, occurrence of satellite dots and occurrence of fog in recorded images. There was a constraint that it could only be applied.

【0014】また、特開昭55−132271号公報に
は、各々、記録液の吐出口に連絡している所定数の作用
室と、前記記録液をその供給源から前記各作用室に供給
するための中継室とを有し、この中継室の一部を構成し
ており、かつ、その面積がWである壁面上に前記作用室
との連絡口を設け、これら、連絡口の総面積をSとした
とき、W/Sの値が50以上となるように全ての作用室
を前記中継室に連絡させるようにした液体噴射記録装置
が提案されている。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-132271, each of a predetermined number of working chambers communicating with a discharge port of the recording liquid and the recording liquid is supplied from the supply source to each of the working chambers. Has a relay chamber for forming a part of the relay chamber, and a communication port with the working chamber is provided on a wall surface of which the area is W, and the total area of these communication ports is A liquid jet recording apparatus has been proposed in which all working chambers are brought into contact with the relay chamber so that the value of W / S becomes 50 or more, where S is S.

【0015】図19は、上述のごときインクジェットヘ
ッドの極端な場合の一例を示す要部断面図で、図示のよ
うに、中継室の壁面1のlの長さを長くとってWの面積
をかせぎ、連絡口2の総面積Sとの比を W/S ≧ 5
0としたものである。而して、インクジェットヘッドに
おいて、クロストークの影響を小さくする因子としての
SとWの関係は重要ではあるが、より厳密には、吐出オ
リフィス間の距離、あるいは、一滴吐出した後の反射圧
力波等の関係から規定されるべきである。例えば、極端
な例ではあるが、図19に示したように連絡口2の配列
と、中継室の壁面1との関係を決めても、W/S ≧ 5
0を満足させることはできる。しかしながら、クロスト
ークを小さくすることは困難である。クロストークを小
さくするための因子の一つである吐出オリフィス間の距
離はプリントスピードあるいはプリント密度等の仕様か
ら決定されることが多く、クロストーク防止の面から決
定されることは少ない。よって、それ以外の因子、つま
り反射してくる圧力波等の関係から防止対策をすること
が望まれる。
FIG. 19 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of an extreme case of the ink jet head as described above. As shown in the figure, the wall surface 1 of the relay chamber 1 has a long length l to increase the area W. , The ratio of the total area S of the communication port 2 to W / S ≧ 5
It is set to 0. In the ink jet head, the relationship between S and W, which is a factor for reducing the influence of crosstalk, is important, but more strictly speaking, the distance between the ejection orifices or the reflected pressure wave after one drop is ejected. It should be prescribed from the relationship such as. For example, as an extreme example, even if the relationship between the arrangement of the communication ports 2 and the wall surface 1 of the relay room is determined as shown in FIG. 19, W / S ≧ 5
It is possible to satisfy 0. However, it is difficult to reduce the crosstalk. The distance between ejection orifices, which is one of the factors for reducing crosstalk, is often determined from specifications such as print speed or print density, and is rarely determined from the viewpoint of preventing crosstalk. Therefore, it is desirable to take preventive measures due to other factors, that is, the relationship between reflected pressure waves and the like.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、特に、バブルジェット
型インクジェットのマルチノズルアレイにおいて、ある
特定の印字領域、及び、駆動周波数において、クロスト
ークをなくすこと、及び、吐出性能を均一にすることを
目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and in particular, in a bubble jet type ink jet multi-nozzle array, in a certain specific printing area and at a driving frequency, crossing is performed. The purpose is to eliminate the talk and to make the ejection performance uniform.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、記録液室に連絡し、該記録液室から導入
される記録液体を収容するとともに、該記録液体に熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
に連絡して該流路に前記記録液体を導入するための記録
液室と、該記録液室に前記記録液体を導入する手段とよ
りなる液体噴射記録ヘッドにおいて、(1)印字可能な
最大領域を6mm以上16mm以下とし、かつ、前記流路の
高さをha、前記記録液室の高さをhbとするとき、 hb/ha>2 なる関係を満足させること、或いは、(2)前記発熱体
の駆動周波数を3.2kHz〜6.6kHzとし、かつ、
前記流路の高さをha、前記記録液室の高さをhbとす
るとき、 hb/ha>2 なる関係を満足させることを特徴としたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention communicates with a recording liquid chamber, contains a recording liquid introduced from the recording liquid chamber, and heats the recording liquid to generate bubbles. And a flow path provided with a thermal energy acting portion for generating a working force associated with an increase in the volume of the bubble, and an orifice for communicating with the flow path and discharging the recording liquid as a droplet by the working force. A liquid jet recording head comprising: a recording liquid chamber that communicates with the flow channel to introduce the recording liquid into the flow channel; and a unit that introduces the recording liquid into the recording liquid chamber, (1) When the maximum printable area is 6 mm or more and 16 mm or less, and the height of the flow path is ha and the height of the recording liquid chamber is hb, the relationship of hb / ha> 2 is satisfied, or (2) Driving the heating element The wave number and 3.2kHz~6.6kHz, and,
When the height of the flow path is ha and the height of the recording liquid chamber is hb, the relationship of hb / ha> 2 is satisfied.

【0018】[0018]

【作用】マルチノズルアレイのバブルジェット型液体噴
射記録ヘッドにおいて、液体流路の高さhaと記録液室
の高さhbとの関係を、hb/ha>2とするととも
に、ヘッドの印字可能な最大領域を6mm以上16mm以
下、或いは、発熱体の駆動周波数を3.2kHz〜6.6kHz
とすることにより、各流路間のクロストークをなくし、
吐出性能が中央付近と端部とでばらつかなくする。
In the bubble jet type liquid jet recording head of the multi-nozzle array, the relationship between the height ha of the liquid flow path and the height hb of the recording liquid chamber is set to hb / ha> 2, and the head can print. The maximum area is 6 mm or more and 16 mm or less, or the driving frequency of the heating element is 3.2 kHz to 6.6 kHz.
By eliminating the crosstalk between each flow path,
Discharge performance does not vary between the center and the end.

【0019】[0019]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を説明するための
要部断面図、図2は、本発明が適用されるインクジェッ
トヘッドの一例としてのバブルジェットヘッドの動作説
明をするための図、図3は、バブルジェットヘッドの一
例を示す斜視図、図4は、図3に示したヘッドを構成す
る蓋基板(図4(a))と発熱体基板(図4(b))に分解した
時の斜視図、図5は、図4(a)に示した蓋基板を裏側か
ら見た斜視図で、図中、11は蓋基板、12は発熱体基
板、13は記録液体流入口、14はオリフィス、15は
流路、16は液室を形成するための領域、17は個別
(独立)電極、18は共通電極、19は発熱体(ヒータ)、
20はインク、21は気泡、22は飛翔インク滴で、本
発明は、斯様なバブルジェット式の液体噴射記録ヘッド
に適用するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view of an essential part for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the operation of a bubble jet head as an example of an ink jet head to which the present invention is applied. FIG. 3 is a perspective view showing an example of a bubble jet head, and FIG. 4 shows a lid substrate (FIG. 4 (a)) and a heating element substrate (FIG. 4 (b)) constituting the head shown in FIG. 5 is a perspective view of the lid substrate shown in FIG. 4 (a) as seen from the back side, wherein 11 is a lid substrate, 12 is a heating element substrate, and 13 is a recording liquid inlet. , 14 is an orifice, 15 is a flow path, 16 is a region for forming a liquid chamber, 17 is an individual
(Independent) electrode, 18 is a common electrode, 19 is a heating element (heater),
Reference numeral 20 is an ink, 21 is a bubble, and 22 is a flying ink droplet, and the present invention is applied to such a liquid jet recording head of the bubble jet type.

【0020】最初に、図2を参照しながらバブルジェッ
トによるインク噴射について説明すると、(a)は定常
状態であり、オリフィス面でインク20の表面張力と外
圧とが平衡状態にある。(b)はヒータ19が加熱され
て、ヒータ19の表面温度が急上昇し隣接インク層に沸
騰現像が起きるまで加熱され、微小気泡21が点在して
いる状態にある。(c)はヒータ19の全面で急激に加熱
された隣接インク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、こ
の気泡21が生長した状態である。この時、ノズル内の
圧力は、気泡の生長した分だけ上昇し、オリフィス面で
の外圧とのバランスがくずれ、オリフィスよりインク柱
が生長し始める。(d)は気泡が最大に生長した状態であ
り、オリフィス面より気泡の体積に相当する分のインク
20が押し出される。この時、ヒータ19には電流が流
れていない状態にあり、ヒータ19の表面温度は降下し
つつある。気泡21の体積の最大値は電気パルス印加の
タイミングからややおくれる。(e)は気泡21がインク
などにより冷却されて収縮を開始し始めた状態を示す。
インク柱の先端部では押し出された速度を保ちつつ前進
し、後端部では気泡の収縮に伴ってノズル内圧の減少に
よりオリフィス面からノズル内へインクが逆流してイン
ク柱にくびれが生じている。(f)はさらに気泡21が収
縮し、ヒータ面にインクが接しヒータ面がさらに急激に
冷却される状態にある。オリフィス面では、外圧がノズ
ル内圧より高い状態になるためメニスカスが大きくノズ
ル内に入り込んで来ている。インク柱の先端部は液滴に
なり記録紙の方向へ5〜10m/secの速度で飛翔して
いる。(g)はオリフィスにインクが毛細管現象により再
び供給(リフィル)されて(a)の状態にもどる過程で、
気泡は完全に消滅している。
First, referring to FIG. 2, the ink jetting by the bubble jet will be described. (A) is a steady state, and the surface tension of the ink 20 and the external pressure are in equilibrium on the orifice surface. In (b), the heater 19 is heated and heated until the surface temperature of the heater 19 rapidly rises and boiling development occurs in the adjacent ink layer, and the minute bubbles 21 are scattered. (c) shows a state in which the adjacent ink layer that has been rapidly heated on the entire surface of the heater 19 is instantly vaporized to form a boiling film, and the bubble 21 is grown. At this time, the pressure in the nozzle rises by the amount of growth of the bubbles, the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, and the ink column begins to grow from the orifice. (d) is a state in which bubbles have grown to the maximum, and the ink 20 corresponding to the volume of bubbles is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 19, and the surface temperature of the heater 19 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 21 is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse. (e) shows a state in which the bubble 21 is cooled by ink or the like and starts to contract.
At the front end of the ink column, the ink column moves forward while maintaining the pushed speed, and at the rear end, ink contracts from the orifice surface into the nozzle due to the decrease of the nozzle internal pressure due to the contraction of the bubbles, and the ink column becomes constricted. . In (f), the bubble 21 is further contracted, the ink contacts the heater surface, and the heater surface is further rapidly cooled. On the orifice surface, the external pressure is higher than the internal pressure of the nozzle, so that a large meniscus enters the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet and flies in the direction of the recording paper at a speed of 5 to 10 m / sec. (g) is the process in which the ink is supplied (refilled) to the orifice again by the capillary phenomenon and returns to the state of (a),
The bubbles have disappeared completely.

【0021】而して、本発明は、上述のごときバブルジ
ェット型インクジェットにおけるマルチアレイ型式のヘ
ッドにおいて、オリフィス間のクロストークを防止する
ためのものであり、更には、液室から流路への記録液体
(インク)の補給をすみやかに行い、かつ、マルチアレ
イの中央付近と、両端付近とでその補給スピードのばら
つきを少なくし、もって、応答周波数の高速化及び吐出
性能のばらつき(マルチアレイの中央付近と両端付近と
の相違)を小さくするためのものである。
Therefore, the present invention is to prevent crosstalk between orifices in the above-mentioned multi-array type head in the bubble jet type ink jet, and further, to prevent the crosstalk from the liquid chamber to the flow path. The recording liquid (ink) is quickly replenished, and variations in the replenishment speed in the vicinity of the center and both ends of the multi-array are reduced, thereby increasing the response frequency and variation in the ejection performance (of the multi-array). The difference between the center and both ends) is to be small.

【0022】上述のごときマルチアレイヘッドを実用化
するに当たっては、周知のように、オリフィス間同志の
クロストークと、記録液体(インク)を各流路に補給す
るときのスピードのばらつきがある。クロストークに関
しては、例えば、隣接オリフィス(流路)間距離を大き
くすればほぼ解決できるが、現実問題として、隣接オリ
フィス間距離は、プリンタ本体の仕様から決定されるこ
とが多く、必ずしもクロストークの防止に望ましい距離
になっているとは限らない。従って、他の方法による解
決が望まれる。
In practical use of the multi-array head as described above, as is well known, there are crosstalks between orifices and variations in the speed at which the recording liquid (ink) is replenished to each flow path. The crosstalk can be almost solved by, for example, increasing the distance between the adjacent orifices (flow paths), but as a practical problem, the distance between the adjacent orifices is often determined from the specifications of the printer main body, and the crosstalk does not always occur. It is not always the desired distance for prevention. Therefore, a solution by another method is desired.

【0023】本発明は上述のごときこの点に鑑みてなさ
れたものであり、液室の高さと流路の高さがある関係を
満足すれば、クロストークを発生させる圧力波がすぐ隣
の流路に影響を及ぼさないことを、実験的に見出したも
のである。一方、インク補給のスピードばらつきによっ
て生ずる不具合は、オリフィスの中央付近と、両端付近
で、補給スピードが異なることにより、吐出性能、応答
周波数がばらつくことである。これを解決するために
は、液室内を移動するインクに、液室壁面(底面と天
井)からの液体抵抗が少なくなればよく、このために
は、天井までの高さをある一定の値以上にしてやれば、
インクがスムーズに移動できるということが、実験的に
明らかになった。上記の2点、つまり、クロストークと
吐出性能のばらつきは、それぞれ異なる問題ではある
が、それらを同時に解決するためには、液室の高さをあ
る値にすればよいことがわかる。
The present invention has been made in view of this point as described above, and if the relationship between the height of the liquid chamber and the height of the flow path is satisfied, the pressure wave that causes crosstalk will flow immediately adjacent to it. It is an experimental finding that it does not affect the road. On the other hand, a problem caused by variation in ink replenishment speed is that the ejection performance and response frequency vary due to different replenishment speeds near the center of the orifice and near both ends. In order to solve this, it is sufficient that the ink moving in the liquid chamber has less liquid resistance from the wall surfaces (bottom surface and ceiling) of the liquid chamber. For this purpose, the height to the ceiling must be a certain value or more. If you do
It has been experimentally revealed that the ink can move smoothly. Although the above-mentioned two points, that is, the crosstalk and the dispersion of the ejection performance are different problems, it is understood that the solution chamber height can be set to a certain value in order to solve them simultaneously.

【0024】図1は、図3のI−I線断面図で、今、流
路15の高さをha、液室16の高さをhbとするとき、 hb/ha>2 となるような関係を満足することにより、上記2点の問
題が解決される。ha,hbの寸法を変えて試作したヘッ
ドによる実験結果を以下の表1に示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line I--I of FIG. 3, where hb / ha> 2 when the height of the flow path 15 is ha and the height of the liquid chamber 16 is hb. By satisfying the relationship, the above two problems can be solved. Table 1 below shows the experimental results of the heads manufactured by changing the dimensions of ha and hb.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】上記結果より、 hb/ha>2 とし、かつ、印字可能なヘッド幅を6mm(48÷8=
6)以上16mm(512÷32=16)以下、或いは、
最大応答周波数を3.2〜6.6kHzに選ぶことによりク
ロストークあるいは液供給不足が発生することなく、良
好な滴吐出が行なわれることがわかる。さらに本発明で
は、オリフィス数が多く配列密度が高い(たとえば16
本/mm以上)ほど最大応答周波数も高くなり、高集積ヘ
ッドには特にその威力を発揮できる。
From the above results, it is set that hb / ha> 2 and the printable head width is 6 mm (48/8 =
6) or more and 16 mm (512 ÷ 32 = 16) or less, or
It can be seen that by selecting the maximum response frequency to 3.2 to 6.6 kHz, good droplet ejection can be performed without causing crosstalk or liquid supply shortage. Further, in the present invention, the number of orifices is large and the arrangement density is high (for example, 16
The maximum response frequency increases with the number of lines / mm or more), which is particularly effective for highly integrated heads.

【0027】図6は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段
の構造を説明するための詳細図で、図中、31は発熱抵
抗体、32は電極、33は保護層、34は電源装置を示
し、発熱抵抗体31を構成する材料として、有用なもの
には、たとえば、タンタル−SiO2の混合物、窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、
あるいはハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタ
ン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、ク
ロム、バナジウム等の金属の硼化物があげられる。
FIG. 6 is a detailed view for explaining the structure of the bubble generating means using a heating resistor, in which 31 is a heating resistor, 32 is an electrode, 33 is a protective layer, and 34 is a power supply device. As useful materials for the heating resistor 31, for example, a mixture of tantalum-SiO 2 , tantalum nitride, nichrome, silver-palladium alloy, silicon semiconductor,
Alternatively, there may be mentioned borides of metals such as hafnium, lanthanum, zirconium, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, chromium and vanadium.

【0028】これらの発熱抵抗体31を構成する材料の
中、殊に金属硼化物が優れたものとしてあげることがで
き、その中でも最も特性の優れているのが、硼化ハフニ
ウムであり、次いで、硼化ジルコニウム、硼化ランタ
ン、硼化タンタル、硼化バナジウム、硼化ニオブの順と
なっている。発熱抵抗体31は、上記の材料を用いて、
電子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成
することができる。発熱抵抗体31の膜厚は、単位時間
当りの発熱量が所望通りとなるように、その面積、材質
及び熱作用部分の形状及び大きさ、更には実際面での消
費電力等に従って決定されるものであるが、通常の場
合、0.001〜5μm、好適には0.01〜1μmとされる。
Among the materials composing these heating resistors 31, metal borides can be mentioned as particularly excellent ones, of which hafnium boride has the most excellent characteristics. The order is zirconium boride, lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride. The heating resistor 31 is made of the above material,
It can be formed using a technique such as electron beam evaporation or sputtering. The film thickness of the heating resistor 31 is determined according to the area, the material, the shape and size of the heat-acting portion, and the actual power consumption so that the amount of heat generated per unit time is as desired. However, in the usual case, it is 0.001 to 5 μm, preferably 0.01 to 1 μm.

【0029】電極32を構成する材料としては、通常使
用されている電極材料の多くのものが有効に使用され、
具体的には、たとえばAl,Ag,Au,Pt,Cu等
があげられ、これらを使用して蒸着等の手法で所定位置
に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。
As the material forming the electrode 32, many of the commonly used electrode materials are effectively used.
Specifically, for example, Al, Ag, Au, Pt, Cu or the like is used, and these are provided at a predetermined position and in a predetermined size, shape and thickness by a method such as vapor deposition.

【0030】保護層33に要求される特性は、発熱抵抗
体31で発生された熱を記録液体に効果的に伝達するこ
とを妨げずに、記録液体より発熱抵抗体31を保護する
ということである。保護層33を構成する材料として有
用なものには、たとえば酸化シリコン、窒化シリコン、
酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、
酸化ジルコニウム等があげられ、これらは、電子ビーム
蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成することが
できる。保護層33の膜厚は、通常は0.01〜10μm、
好適には0.1〜5μm、最適には0.1〜3μmとされるの
が望ましい。
The characteristic required of the protective layer 33 is that the heat generating resistor 31 is protected from the recording liquid without hindering effective transfer of the heat generated by the heat generating resistor 31 to the recording liquid. is there. Materials useful as the material of the protective layer 33 include, for example, silicon oxide, silicon nitride,
Magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide,
Examples thereof include zirconium oxide and the like, which can be formed by using a technique such as electron beam evaporation or sputtering. The thickness of the protective layer 33 is usually 0.01 to 10 μm,
It is preferably 0.1 to 5 μm, and most preferably 0.1 to 3 μm.

【0031】以上のようにして作成した記録ヘッドを、
発熱抵抗体が発熱しない状態では記録液体が吐出口から
吐出しない程度の圧力で記録液体を供給し乍ら画像信号
に従って電気・熱変換体にパルス的に電圧を印加して記
録を実行したところ、鮮明な画像が得られた。
The recording head produced as described above is
When the recording liquid is supplied with a pressure that does not cause the recording liquid to be ejected from the ejection port when the heating resistor does not generate heat, recording is performed by applying a voltage in a pulsed manner to the electric / thermal converter according to the image signal. A clear image was obtained.

【0032】図7は、その時の発熱体駆動回路の一例を
示すブロック図で、41はフォトダイオード等で構成さ
れる公知の読取り用の光学的入力フォトセンサ部で、該
光学的入力フォトセンサ部41に入力した画像信号はコ
ンパレータ等の回路からなる処理回路42で処理され
て、ドライブ回路43に入力される。ドライブ回路43
は、記録ヘッド44を入力信号に従ってパルス幅、パル
ス振幅、繰り返し周波数等を制御してドライブする。例
えば、最も簡便な記録では、入力画像信号を処理回路4
2において白黒判別してドライブ回路43に入力する。
ドライブ回路43では適当な液滴径を得る為のパルス
幅、パルス振幅及び所望の記録液滴密度を得る為の繰り
返し周波数を制御された信号に変換されて、記録ヘッド
44を駆動する。又、階調を考慮した別の記録法として
は、1つには液滴径を変化させた記録、又もう1つには
記録液滴数を変化させた記録を次の様にして行なうこと
も出来る。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a heating element drive circuit at that time. Reference numeral 41 denotes a known optical input photosensor portion for reading, which is composed of a photodiode or the like. The image signal input to 41 is processed by the processing circuit 42 including a circuit such as a comparator, and input to the drive circuit 43. Drive circuit 43
Drives the recording head 44 by controlling the pulse width, pulse amplitude, repetition frequency, etc. according to the input signal. For example, in the simplest recording, the input image signal is processed by the processing circuit 4.
In 2 the black and white is discriminated and input to the drive circuit 43.
In the drive circuit 43, the pulse width and pulse amplitude for obtaining an appropriate droplet diameter and the repetition frequency for obtaining a desired recording droplet density are converted into a controlled signal to drive the recording head 44. Further, as another recording method considering the gradation, one is to perform recording with a changed droplet diameter, and another is to perform recording with a changed number of recording droplets as follows. You can also

【0033】先ず、液滴径を変化させる記録法は、光学
的入力フォトセンサ部41で入力した画像信号は、所望
の液滴径を得る為に定められた各々のレベルのパルス
幅、パルス振幅の駆動信号を出力する回路を複数有した
ドライブ回路43のいずれのレベルの信号を出力する回
路で行なうべきかを処理回路42で判別され処理され
る。又、記録液滴数を変化させる方法では、光学的入力
フォトセンサ部41への入力信号は、処理回路42にお
いてA/D変換されて出力され、該出力信号に従ってド
ライブ回路43は1つの入力信号当りの噴出液滴の数を
変えて記録が行なわれる様に記録ヘッド44を駆動する
信号を出力する。又、別の実施法として同様な装置を使
用して発熱抵抗体が発熱しない状態で記録液体が吐出口
からあふれ出る程度以上の圧力で記録液体を記録ヘッド
44に供給し乍ら、電気熱変換体に連続繰り返しパルス
で電圧を印加して記録を実行したところ、印加周波数に
応じた個数の液滴が安定に且つ均一径で吐出噴射するこ
とが確認された。
First, in the recording method for changing the droplet diameter, the image signal input by the optical input photosensor section 41 is such that the pulse width and pulse amplitude of each level determined to obtain a desired droplet diameter. The processing circuit 42 determines and processes which level of the drive circuit 43 having a plurality of circuits for outputting the drive signal of which signal should output the signal. Further, in the method of changing the number of recording droplets, the input signal to the optical input photosensor unit 41 is A / D converted and output in the processing circuit 42, and the drive circuit 43 outputs one input signal according to the output signal. A signal for driving the recording head 44 is output so that recording is performed by changing the number of ejected droplets per hit. As another implementation method, a similar device is used to supply the recording liquid to the recording head 44 at a pressure higher than the recording liquid overflowing from the ejection port in a state where the heating resistor does not generate heat, and electrothermal conversion is performed. When recording was performed by applying a voltage to the body with continuous repeated pulses, it was confirmed that a number of droplets according to the applied frequency were stably ejected and ejected with a uniform diameter.

【0034】この点から、記録ヘッド44は高周波での
連続吐出に極めて有効に適用されることが判明した。
又、記録装置の主要部となる記録ヘッドは微小であるか
ら容易に複数個並べることが出来、高密度マルチオリフ
ィス化記録ヘッドが可能である。
From this point, it was found that the recording head 44 is very effectively applied to continuous ejection at high frequency.
Further, since the recording head, which is a main part of the recording apparatus, is minute, a plurality of recording heads can be easily arranged, and a high-density multi-orifice recording head is possible.

【0035】図8は、記録液体に気泡を発生させる別の
手段を説明するための図で、図中、51はレーザ発振
器、52は光変調駆動回路、53は光変調器、54は走
査器、55は集光レンズで、レーザ発振器51より発生
されたレーザ光は、光変調器53において、光変調器駆
動回路52に入力されて電気的に処理されて出力される
画情報信号に従ってパルス変調される。パルス変調され
たレーザ光は、走査器54を通り、集光レンズ55によ
って熱エネルギー作用部の外壁に焦点が合うように集光
され、記録ヘッドの外壁56を加熱し、内部の記録液体
57内で気泡を発生させる。あるいは熱エネルギー作用
部の壁56は、レーザ光に対して透過性の材料で作ら
れ、集光レンズ55によって内部の記録液体57に焦点
が合うように集光され、記録液体を直接加熱することに
よって気泡を発生させてもよい。
FIG. 8 is a diagram for explaining another means for generating bubbles in the recording liquid. In the figure, 51 is a laser oscillator, 52 is a light modulation drive circuit, 53 is a light modulator, and 54 is a scanner. , 55 are condenser lenses, and the laser light generated from the laser oscillator 51 is pulse-modulated in the optical modulator 53 in accordance with an image information signal which is input to the optical modulator drive circuit 52, electrically processed, and output. To be done. The pulse-modulated laser light passes through the scanner 54 and is condensed by the condenser lens 55 so as to be focused on the outer wall of the thermal energy acting portion, heats the outer wall 56 of the recording head, and the inside of the recording liquid 57. To generate bubbles. Alternatively, the wall 56 of the thermal energy acting portion is made of a material that is transparent to the laser light, and is condensed by the condenser lens 55 so as to be focused on the recording liquid 57 inside, so that the recording liquid is directly heated. Bubbles may be generated by.

【0036】図9は、上述のごときレーザ光を用いたプ
リンターの一例を説明するための図で、ノズル部61
は、高密度に(たとえば8ノズル/mmm)、又、紙62の
紙巾(たとえばA4横巾)すべてにわたってカバーされ
るように集積されている例を示している。レーザ発振器
51より発振されたレーザ光は、光変調器53の入口開
口に導かれる。光変調器53において、レーザ光は、光
変調器53への画情報入力信号に従って強弱の変調を受
ける。変調を受けたレーザ光は、反射鏡58によってそ
の光路をビームエキスパンダー59の方向に曲げられ、
ビームエキスパンダー59に入射する。ビームエキスパ
ンダー59により平行光のままビーム径が拡大される。
次に、ビーム径の拡大されたレーザ光は、高速で定速回
転する回転多面鏡60に入射される。回転多面鏡60に
よって掃引されたレーザ光は、集光レンズ55により、
ドロップジェネレータの熱エネルギー作用部外壁56も
しくは内部の記録液体に結像する。それによって、各熱
エネルギー作用部には、気泡が発生し、記録液滴を吐出
し、記録紙62に記録に行なわれる。
FIG. 9 is a view for explaining an example of the printer using the laser light as described above.
Shows an example in which they are integrated so as to be covered at a high density (for example, 8 nozzles / mmm) and over the entire paper width (for example, A4 width) of the paper 62. The laser light emitted from the laser oscillator 51 is guided to the entrance opening of the optical modulator 53. In the optical modulator 53, the laser light is modulated in intensity according to the image information input signal to the optical modulator 53. The modulated laser light has its optical path bent by the reflecting mirror 58 toward the beam expander 59,
It is incident on the beam expander 59. The beam expander 59 expands the beam diameter of the parallel light.
Next, the laser beam with the expanded beam diameter is incident on the rotary polygon mirror 60 that rotates at a constant speed at a high speed. The laser light swept by the rotating polygon mirror 60 is condensed by the condenser lens 55.
An image is formed on the outer wall 56 of the thermal energy acting portion of the drop generator or the recording liquid inside. As a result, bubbles are generated in each thermal energy acting portion, recording liquid droplets are ejected, and recording is performed on the recording paper 62.

【0037】図10は、さらに別の気泡発生手段を示す
図で、この例は、熱エネルギー作用部の内壁側に配置さ
れた1対の放電電極70が、放電装置71から高電圧の
パルスを受け、記録液体中で放電をおこし、その放電に
よって発生する熱により瞬時に気泡を形成するようにし
たものである。
FIG. 10 is a view showing still another bubble generating means. In this example, a pair of discharge electrodes 70 arranged on the inner wall side of the thermal energy acting portion sends a high voltage pulse from a discharge device 71. It receives a discharge in the recording liquid and instantly forms bubbles by the heat generated by the discharge.

【0038】図11乃至図18は、それぞれ図10に示
した放電電極の具体例を示す図で、図11に示した例
は、電極70を針状にして、電界を集中させ、効率よく
(低エネルギーで)放電をおこさせるようにしたものであ
る。図12に示した例は、2枚の平板電極にして、電極
間に安定して気泡が発生するようにしたものである。針
状の電極より、発生気泡の位置が安定している。図13
に示した例は、電極にほぼ同軸の穴をあけたものであ
る。2枚の電極の両穴がガイドになって、発生気泡の位
置はさらに安定する。図14に示した例は、リング状の
電極にしたものであり、基本的には図14に示した例と
同じであり、その変形実施例である。図15に示した例
は、一方をリング状電極とし、もう一方を針状電極とし
たものである。リング状電極により、発生気泡の安定性
を狙い、針状電極により電界の集中により効率を狙った
ものである。図16に示した例は、一方のリング状電極
を熱エネルギー作用部の壁面に形成したものである。こ
れは、図15に示した例の効果に加えて、基板上に平面
的に電極を形成するという製造上の容易さを狙ったもの
である。このような平面的な電極は、蒸着(あるいはス
パッタリング)や、フォトエッチングの技術によって容
易に高密度な複数個のものが製作され得る。マルチアレ
イに特に威力を発揮する。図17に示した例は、図16
に示した例のリング状電極形成部を電極の外周にそった
形状で周囲から一段高くしたものである。やはり、発生
気泡の安定性を狙ったものであり、図15に示したもの
よりも3次元的なガイドを付け加えた分だけ安定する。
11 to 18 are views showing specific examples of the discharge electrode shown in FIG. 10. In the example shown in FIG. 11, the electrode 70 is formed into a needle shape to concentrate the electric field and efficiently.
It is designed to cause a discharge (at low energy). In the example shown in FIG. 12, two flat plate electrodes are used so that bubbles can be stably generated between the electrodes. The position of the generated bubble is more stable than the needle-shaped electrode. FIG.
In the example shown in, the electrode is provided with a substantially coaxial hole. Both holes of the two electrodes serve as guides to further stabilize the position of the generated bubbles. The example shown in FIG. 14 is a ring-shaped electrode, which is basically the same as the example shown in FIG. 14 and is a modified example thereof. In the example shown in FIG. 15, one is a ring electrode and the other is a needle electrode. The ring-shaped electrode aims at the stability of the generated bubbles, and the needle-shaped electrode aims at the efficiency by concentrating the electric field. In the example shown in FIG. 16, one ring-shaped electrode is formed on the wall surface of the thermal energy acting portion. This aims at the manufacturing ease of forming the electrodes in a plane on the substrate, in addition to the effect of the example shown in FIG. A plurality of such high-density electrodes can be easily manufactured by a technique such as vapor deposition (or sputtering) or photoetching. Especially useful for multi-arrays. The example shown in FIG.
The ring-shaped electrode forming portion of the example shown in (1) is formed in a shape along the outer periphery of the electrode and is raised one step from the periphery. Again, this is aimed at the stability of the generated bubbles, and is more stable than that shown in FIG. 15 by the addition of a three-dimensional guide.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、マルチノズルアレイのバブルジェット型液体
噴射記録ヘッドにおいて、液体流路の高さhaと記録液
室の高さhbとの関係を、hb/ha>2とするととも
に、ヘッドの印字可能な最大領域を6mm以上16mm以
下、或いは、発熱体の駆動周波数を3.2kHz〜6.6kHz
とすることにより、各流路間のクロストークがなくな
り、吐出性能が中央付近と端部とでばらつかなくなる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the relationship between the height ha of the liquid flow path and the height hb of the recording liquid chamber in the bubble jet type liquid jet recording head of the multi-nozzle array. And hb / ha> 2, and the maximum printable area of the head is 6 mm or more and 16 mm or less, or the driving frequency of the heating element is 3.2 kHz to 6.6 kHz.
By doing so, crosstalk between the flow paths is eliminated, and the ejection performance does not vary between the center and the end.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例を説明するための要部構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例としてのバブルジェットヘッドの動作説明をするた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of a bubble jet head as an example of an inkjet head to which the present invention is applied.

【図3】 バブルジェットヘッドの一例を示す斜視図で
ある。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a bubble jet head.

【図4】 分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view.

【図5】 蓋基板を裏側から見た図である。FIG. 5 is a view of the lid substrate as viewed from the back side.

【図6】 発熱抵抗体を用いた気泡発生手段の構造を説
明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the structure of a bubble generating means using a heating resistor.

【図7】 発熱体駆動回路の一例を説明するためのブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram for explaining an example of a heating element drive circuit.

【図8】 レーザ光を用いた気泡発生手段の一例を説明
するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a bubble generating means using laser light.

【図9】 プリンターの一例を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a printer.

【図10】 放電を利用した気泡発生手段の一例を説明
するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a bubble generating unit that uses electric discharge.

【図11】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
11 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図12】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
12 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図13】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
13 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図14】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
14 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図15】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
15 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図16】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
16 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図17】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
FIG. 17 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図18】 図10に示した放電電極の具体例を示す図
である。
18 is a diagram showing a specific example of the discharge electrode shown in FIG.

【図19】 従来技術の一例を説明するための図であ
る。
FIG. 19 is a diagram for explaining an example of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…蓋基板、12…発熱体基板、14…オリフィス、
15…流路、16…液室、17、18…電極、19…発
熱体、20…記録液、21…気泡。
11 ... Lid substrate, 12 ... Heating element substrate, 14 ... Orifice,
15 ... Flow path, 16 ... Liquid chamber, 17, 18 ... Electrode, 19 ... Heating element, 20 ... Recording liquid, 21 ... Bubbles.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録液室に連絡し、該記録液室から導入
される記録液体を収容するとともに、該記録液体に熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
に連絡して該流路に前記記録液体を導入するための記録
液室と、該記録液室に前記記録液体を導入する手段とよ
りなる液体噴射記録ヘッドにおいて、印字可能な最大領
域を6mm以上16mm以下とし、かつ、前記流路の高さを
ha、前記記録液室の高さをhbとするとき、 hb/ha>2 なる関係を満足させることを特徴とする液体噴射記録ヘ
ッド。
1. A recording liquid chamber is connected to the recording liquid chamber, and the recording liquid introduced from the recording liquid chamber is contained therein. At the same time, bubbles are generated in the recording liquid by heat, and an action force is generated with an increase in the volume of the bubbles. A flow path provided with a thermal energy acting part, an orifice for communicating with the flow path to eject the recording liquid as a droplet by the acting force, and a recording liquid in the flow path for communicating with the flow path. In a liquid jet recording head comprising a recording liquid chamber for introducing the recording liquid and a means for introducing the recording liquid into the recording liquid chamber, the maximum printable area is 6 mm or more and 16 mm or less, and the height of the flow path is high. Where h is the height of the recording liquid chamber and hb is the height of the recording liquid chamber, the liquid jet recording head is characterized by satisfying a relationship of hb / ha> 2.
【請求項2】 記録液室に連絡し、該記録液室から導入
される記録液体を収容するとともに、該記録液体に熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設した流路
と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力によっ
て液滴として吐出させるためのオリフィスと、前記流路
に連絡して該流路に前記記録液体を導入するための記録
液室と、該記録液室に前記記録液体を導入する手段とよ
りなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記発熱体の駆動
周波数を3.2kHz〜6.6kHzとし、かつ、前記流
路の高さをha、前記記録液室の高さをhbとすると
き、 hb/ha>2 なる関係を満足させることを特徴とする液体噴射記録ヘ
ッド。
2. A recording liquid chamber is connected to the recording liquid chamber, and the recording liquid introduced from the recording liquid chamber is accommodated in the recording liquid chamber. At the same time, bubbles are generated in the recording liquid chamber by heat to generate an acting force associated with an increase in the volume of the bubbles. A flow path provided with a thermal energy acting part, an orifice for communicating with the flow path to eject the recording liquid as a droplet by the acting force, and a recording liquid in the flow path for communicating with the flow path. In a liquid jet recording head comprising a recording liquid chamber for introducing the recording liquid and a unit for introducing the recording liquid into the recording liquid chamber, the driving frequency of the heating element is 3.2 kHz to 6.6 kHz, and A liquid jet recording head, wherein a relationship of hb / ha> 2 is satisfied, where a flow path height is ha and a recording liquid chamber height is hb.
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Citations (5)

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